Sheria ya Biot-Savart na Ampère

Sheria za Biot-Savart na Ampère ni njia mbili sawa za kukokotoa uga sumaku thabiti wa mtawanyiko wa mkondo.

Definition

Sheria ya Biot-Savart inaeleza uga sumaku kama mwingiliano wa michango kutoka kwa elementi za mkondo; sheria ya Ampère inasema kwamba mzunguko wa uga sumaku kuzunguka kitanzi kilichofungwa ni sawa na upenyezaji mara mkondo thabiti uliofungwa, na zote mbili ni sawa kwa mikondo isiyobadilika kwa wakati.

Scope

Mada hii inahusu sheria ya Biot-Savart kwa uga wa elementi za mkondo, sheria ya mzunguko ya Ampère katika fomu kamili na tofauti, na matumizi yake katika kutafuta uga wa nyaya, koili, solenodi, na toroidi. Inajumuisha uthabiti wa sheria hizo mbili kwa mikondo thabiti na jukumu la ulinganifu katika kuchagua mbinu rahisi zaidi.

Core questions

• Uga wa mkondo thabiti holela hupatikana vipi kwa kuunganisha?
• Sheria ya Ampère inatoa lini uga moja kwa moja kutokana na ulinganifu?
• Kwa nini sheria ya Ampère lazima irekebishwe mara tu mikondo inapotofautiana kwa wakati?

Key concepts

• elementi ya mkondo
• uga sumaku wa waya
• solenodi
• toroidi
• kitanzi cha Amperian
• kikunjo cha uga sumaku
• upenyezaji wa nafasi huru

Key theories

Sheria ya Biot-Savart

Elementi ya mkondo hutoa uga sumaku unaoelekea pembeni kwa mkondo na uhamishaji hadi sehemu ya uga, ikipungua kama mraba wa kinyume wa umbali; uga jumla ni kiunganishi juu ya mzunguko.

Sheria ya mzunguko ya Ampère

Kwa mikondo thabiti, kiunganishi cha kitanzi kilichofungwa cha uga sumaku ni sawa na mkondo uliofungwa mara upenyezaji, ikitoa uga moja kwa moja wakati jiometri ina ulinganifu wa kutosha.

Clinical relevance

Sheria hizi hutumiwa kubuni solenodi na koili za gradient kwa upigaji picha wa mwangwi wa sumaku, sumaku-umeme, koili zinazobeba mkondo katika mota, na hesabu za uga sumaku katika uhandisi wa umeme.

History

Kufuatia onyesho la Ørsted la 1820, Biot na Savart walihitimisha sheria ya uga wa mraba wa kinyume kutoka kwa vipimo vya pendulum vya sindano iliyotiwa sumaku karibu na mkondo. Ampère, katika kipindi hicho hicho, alitoa uhusiano wa mzunguko na nguvu kati ya mikondo, kazi ambayo baadaye ilijumlishwa na Maxwell.

Key figures

• Jean-Baptiste Biot
• Félix Savart
• André-Marie Ampère

Seminal works

• jackson1998
• griffiths2017

Frequently asked questions

Nitaitumia lini sheria ya Ampère badala ya Biot-Savart?

Sheria ya Ampère inatoa uga kwa kazi kidogo wakati tatizo lina ulinganifu wa kutosha — kama vile waya usio na kikomo, solenodi, au toroidi — ili uga uwe sawa kwenye kitanzi kilichochaguliwa; vinginevyo kiunganishi cha Biot-Savart kinahitajika.

Je, sheria ya Ampère katika fomu yake ya asili inashikilia daima?

Ni kwa mikondo thabiti tu; kwa uga unaobadilika kwa wakati lazima iongezwe na neno la mkondo wa uhamishaji la Maxwell ili kubaki thabiti na uhifadhi wa chaji.